生態(tài)水利在湯河治理中的應(yīng)用

駱桂英，王波波，邵根安

(1.河南省水利勘測有限公司，河南 鄭州 450000;2.河南省特殊巖土環(huán)境控制工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450000)

0 引言

水是生命之源，水資源短缺是全世界共同關(guān)注的問題。水利工程是為了防治水災(zāi)害，開發(fā)利用、保護(hù)水資源的工程，主要通過修筑大壩、渠道、水閘等建筑物達(dá)到對水資源保護(hù)利用的目的。面對資源緊張、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢，生態(tài)文明建設(shè)成為中國特色社會主義建設(shè)的一項重要內(nèi)容。生態(tài)環(huán)境意識的加強(qiáng)讓傳統(tǒng)水利工程不再滿足人們的需求，水利工程也逐漸從傳統(tǒng)工程水利向生態(tài)水利轉(zhuǎn)變。深入研究生態(tài)水利并將其應(yīng)用于水利工程中，有助于實現(xiàn)人與自然和諧相處，使祖國大地天更藍(lán)、水更清、山更綠，造福子孫后代。

1 生態(tài)水利概述

生態(tài)水利是包括水文學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、地貌學(xué)、生態(tài)學(xué)等傳統(tǒng)多學(xué)科交叉的科學(xué)，使傳統(tǒng)水利工程更符合生態(tài)文明建設(shè)。有研究認(rèn)為，生態(tài)水利是從生態(tài)文明的角度建立人與自然和諧相處的可持續(xù)發(fā)展的水利體系。水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院提出，生態(tài)水利是在充分考慮水資源承載力的前提下，為國家生態(tài)文明建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供服務(wù)的水利工程。簡而言之，生態(tài)水利在傳統(tǒng)水利水資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)上，以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為導(dǎo)向，科學(xué)地尋找水資源開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的平衡點(diǎn)，在滿足當(dāng)代人對水資源需求的同時兼顧后代人利益。

中國生態(tài)水利的發(fā)展經(jīng)歷了很長一段時間才逐漸受到關(guān)注。生態(tài)水利概念的提出是基于1999年劉昌明提出的將生態(tài)水利和環(huán)境水利相結(jié)合，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。2006年孫宗鳳提出了生態(tài)水利的基本框架，突出了以環(huán)境為目標(biāo)的重要性。2012年，黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)寫入黨章，之后生態(tài)水利成為水利行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，研究也逐漸多了起來。2019年生態(tài)水利的內(nèi)涵又在“人與自然是生命共同體”“山水林田湖草系統(tǒng)治理”的方針政策中得到了擴(kuò)展。生態(tài)水利是社會文明進(jìn)步的產(chǎn)物，新時代必須以中華民族永續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)為目標(biāo)，科學(xué)系統(tǒng)地發(fā)展生態(tài)水利事業(yè)。

2 生態(tài)水利應(yīng)用案例分析

文章以鶴壁市山城區(qū)湯河河道治理為例，分析研究生態(tài)水利在水利工程中的應(yīng)用。

2.1 工程概況

湯河流域?qū)儆诤：恿饔蛐l(wèi)河水系，是衛(wèi)河主要支流之一。湯河發(fā)源于太行山東麓，鶴壁市西牟山腳下，流經(jīng)湯陰，于雙石橋匯入湯永河，全長73.30 km，流域面積1 287 km2。湯河山城區(qū)下游建有湯河水庫，支流有楊邑水庫、幸福水庫。湯河山城區(qū)河段較大支流有孫圣溝、汪流澗及泗河。工程治理長度為湯河流域某段共5.90 km。

山城區(qū)湯河流域地勢西高東低，自西向東傾斜，西部山區(qū)坡陡，東部較為平緩，地形起伏變化較大。地表水主要受大氣降水、城市生活污水、廠礦生產(chǎn)廢水補(bǔ)給，汛期補(bǔ)給主要來源于大氣降水，旱季主要靠城市生活污水和廠礦生產(chǎn)廢水補(bǔ)給，消耗于蒸發(fā)、開采及側(cè)向徑流排泄。受降雨量及側(cè)向補(bǔ)給等因素影響，地表水水量變化較大，旱季時河道內(nèi)流量較小，雨季時水量增大，尤其受暴雨強(qiáng)度變化影響，突發(fā)性強(qiáng)、匯流快、歷時短。

根據(jù)湯河河道存在的問題特征，治理工程主要包括截污治污、河道清淤、河道生態(tài)構(gòu)建、垃圾清理、生態(tài)補(bǔ)水等工程。湯河河道治理工程以生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)為理念，治理河道內(nèi)及河道兩岸的污染，清理河道內(nèi)的淤積，對河道兩岸的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)，調(diào)節(jié)均衡旱、雨季水量，避免干旱和洪水等不良現(xiàn)象發(fā)生，屬于生態(tài)水利工程。

2.2 工程目標(biāo)

湯河河道治理工程的重要目標(biāo)是將河道水從劣V類改善到Ⅲ類水。分為3個階段，第一階段是消除水體黑臭問題，改善觀感；第二階段是去濁還清，河道水水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類水體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；第三階段達(dá)到長期水質(zhì)穩(wěn)定、休養(yǎng)生息的目標(biāo)。

2.3 工程方案

湯河河道治理工程采取工程措施與生態(tài)修復(fù)措施相結(jié)合的手段，達(dá)到湯河河道水污染治理、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)目的。

2.3.1 截污治污工程

在流入湯河河道的污染源源頭采取截污控源的方式進(jìn)行污染物攔截。對截污管網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行完善，納入管網(wǎng)集中處理，提高截污率，集中收集處理并就近送入污水處理廠。針對修建管網(wǎng)困難或成本較高的區(qū)域，采用分散式處理后排放或回用。對于面源污染，采用生態(tài)緩沖帶、生態(tài)滯留塘等措施，在河道中種植植物形成植物凈化區(qū)防止污染水體直接排入河流。從源頭上控制污染物流入湯河河道中。

2.3.2 河道清淤工程

湯河河道的清淤采用人工配合機(jī)械的清淤方式進(jìn)行。以原位清淤、河床修復(fù)為基礎(chǔ)，采取生物、化學(xué)等修復(fù)方式重新構(gòu)建河道。清出的淤泥除了外運(yùn)之外，采取以下2種方法進(jìn)行處理。第一種是物理法，經(jīng)過泥砂分類、泥水分離、自然感化沉降等方法處理，處理后用于道路基礎(chǔ)鋪設(shè)、綠化種植基質(zhì)等。第二種是原位修復(fù)，通過放置化學(xué)物質(zhì)分解底泥有害物質(zhì)，或者投放底棲物種來消化部分藻類微生物質(zhì)。不僅可以實現(xiàn)淤泥的再利用，也可達(dá)到使湯河河道恢復(fù)生態(tài)平衡目的。

2.3.3 垃圾清理工程

湯河河道的垃圾清理采用人工和機(jī)械相結(jié)合的方法，對湯河河道流域的垃圾分類進(jìn)行垃圾場填埋或堆肥處理。對于垃圾堆體較大，車輛容易進(jìn)入的地方采用機(jī)械清理，河岸上的車輛無法進(jìn)入的地方進(jìn)行人工清理。清理出的垃圾進(jìn)行分類處理，將含有廚余、秸稈等有機(jī)物的垃圾在人工控制的厭氧或好氧條件下，利用自然界中的各種微生物，對垃圾中的各種動物、植物性有機(jī)物進(jìn)行堆肥處理，將無害化的堆肥產(chǎn)品作為土壤改良劑使用于農(nóng)田，或進(jìn)一步加工成高效復(fù)合肥。對不可堆肥的垃圾運(yùn)送到附近垃圾場進(jìn)行填埋處理。

2.3.4 水生態(tài)治理修復(fù)工程

利用生態(tài)位和生物多樣性原理，充分發(fā)揮河道生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，適當(dāng)采用自然演替的恢復(fù)方式，在河道兩岸建立河岸緩沖帶進(jìn)行非點(diǎn)源污染的防治，通過水-土壤-植物系統(tǒng)的物理化學(xué)和生物功能效應(yīng)，控制、減少非點(diǎn)源污染物。地表徑流中的N、P通過物理過程的沉積和滲透實現(xiàn)截流，降低地表徑流速度并對其中的顆粒污染物起到過濾和攔截作用。河底以挺水植物為主，選取當(dāng)?shù)爻Ｒ娗揖哂杏^賞性的植物，以群植為主要種植方式進(jìn)行，形成豐富的帶狀水生態(tài)景觀的同時，利用生物多樣性的作用提高水的自凈能力，發(fā)揮生態(tài)效益。

2.3.5 生態(tài)補(bǔ)水工程

為保障湯河河道的水流量穩(wěn)定，改善湯河水質(zhì)，保證生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，工程實施中利用南水北調(diào)節(jié)余指標(biāo)對湯河河道進(jìn)行了生態(tài)補(bǔ)水。防止干旱季節(jié)缺水導(dǎo)致河道斷流影響生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行，生態(tài)補(bǔ)水工程既保障了河道水流量的穩(wěn)定，又為河道內(nèi)水生植物提供了穩(wěn)定的生境，形成穩(wěn)定的水生態(tài)系統(tǒng)并提供觀賞性。

2.4 工程效益分析

湯河河道治理工程實施后，會產(chǎn)生良好的社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。社會效益方面，通過工程的實施，一方面直接推動城鄉(xiāng)人居環(huán)境的改善和優(yōu)化；另一方面優(yōu)化區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)、促進(jìn)城鄉(xiāng)居民的就業(yè)，達(dá)到改善農(nóng)民生產(chǎn)生活條件的目的。經(jīng)濟(jì)效益方面，工程的建設(shè)將實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境改善，通過生態(tài)建設(shè)、休閑娛樂功能的商業(yè)開發(fā)，帶動旅游等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。生態(tài)效益方面，可以有效修復(fù)河道水生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)河流自凈能力，提高河道健康水平，降低河道淤積和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率，恢復(fù)湯河水生態(tài)環(huán)境。

3 結(jié)論

文章以湯河河道治理工程為例，從水生態(tài)治理和工程水利的角度，綜合分析該工程案例中的生態(tài)水利理念的應(yīng)用。工程通過傳統(tǒng)的工程水利對河道進(jìn)行整治，又通過生態(tài)修復(fù)的理念，采用植物生態(tài)修復(fù)的技術(shù)手段進(jìn)行水質(zhì)修復(fù)的同時形成良好的生態(tài)景觀。工程實施后，形成水涵養(yǎng)植物，植物提升水質(zhì)的穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)水利在水利工程中的應(yīng)用，既有利于社會生態(tài)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，又可以促進(jìn)人與自然和諧相處，是惠澤千秋的工程。